ID:
87156
Tipo Insegnamento:
Obbligatorio
Durata (ore):
60
CFU:
6
SSD:
MACCHINE A FLUIDO
Url:
TECNOLOGIE PER L'INDUSTRIA DIGITALE/percorso comune Anno: 2
Anno:
2024
Dati Generali
Periodo di attività
Primo Semestre (19/09/2024 - 17/12/2024)
Syllabus
Obiettivi Formativi
Il corso intende fornire conoscenze sulle tecniche più frequentemente impiegate nella misura delle principali grandezze fisiche di interesse nell'ingegneria industriale ed energetica. Nel corso vengono esposti i principi di funzionamento degli strumenti di misura e le basi per l'esecuzione delle misure. Vengono inoltre approfondite le tecniche e gli strumenti per una valutazione critica della qualità delle misure stesse attraverso l’analisi e la valutazione delle incertezze di misura.
Il corso intende inoltre fornire allo studente le capacità necessarie per affrontare il progetto di un sistema di misura che comprenda la scelta, i requisiti di installazione, la procedura di utilizzo e la valutazione della qualità degli strumenti e della loro catena di misura, tenendo conto di vincoli tecnici ed economici.
Il corso intende inoltre fornire allo studente le capacità necessarie per affrontare il progetto di un sistema di misura che comprenda la scelta, i requisiti di installazione, la procedura di utilizzo e la valutazione della qualità degli strumenti e della loro catena di misura, tenendo conto di vincoli tecnici ed economici.
Prerequisiti
Il corso richiede conoscenze di base di Matematica e Fisica.
Metodi didattici
Lezioni frontali ed esercitazioni numeriche.
Verifica Apprendimento
L’esame prevede una prova scritta nella quale vengono proposte domande riguardanti la teoria e uno o più esercizi sulle applicazioni pratiche della teoria.
La valutazione finale è basata sulla preparazione teorica e sulla verifica della capacità dello studente di risolvere un problema numerico applicativo. La parte teorica e l’esercizio hanno lo stesso peso nella valutazione finale. Viene inoltre sempre verificata la capacità di effettuare conversioni di unità di misura. Quest’ultima verifica, se non superata, prevede l’esito negativo dell’esame indipendentemente dal risultato delle altre domande.
La valutazione finale è basata sulla preparazione teorica e sulla verifica della capacità dello studente di risolvere un problema numerico applicativo. La parte teorica e l’esercizio hanno lo stesso peso nella valutazione finale. Viene inoltre sempre verificata la capacità di effettuare conversioni di unità di misura. Quest’ultima verifica, se non superata, prevede l’esito negativo dell’esame indipendentemente dal risultato delle altre domande.
Testi
Dispense/testi di riferimento
P.M. Azzoni - Strumenti e misure per l'ingegneria meccanica - Hoepli
R.S. Figliola, D.E. Beasley – Theory and Design for Mechanical Measurements
G. Rossi - Misure meccaniche e termiche – Carocci
P.M. Azzoni - Strumenti e misure per l'ingegneria meccanica - Hoepli
R.S. Figliola, D.E. Beasley – Theory and Design for Mechanical Measurements
G. Rossi - Misure meccaniche e termiche – Carocci
Contenuti
Problematiche di misura nei pirometri: emissività nei pirometri a irraggiamento parziale, puntamento e disturbi da altre sorgenti. Metodi per la determinazione dell'emissività. Misure di pressione: definizione della grandezza.
Introduzione al corso. Concetto di misurazione. Funzione di trasferimento. Processo di misura di una grandezza.
Definizione di misura: numero, incertezza, unità di misura. Scrittura dei numeri. Unità di misura. Introduzione all'incertezza di misura. Valore vero ed errore di misura.
Incertezze derivate: legge di propagazione delle incertezze. Esercizio. Catena di misura.
Sorgenti d'errore: sistematico e casuale. Definizione di incertezza di misura. Valutazioni delle incertezze: tipo A e tipo B. Incertezza estesa. Esercizio.
Cenni sul comportamento dinamico degli strumenti. Strumenti di ordine I (termometro) e strumenti di ordine II (bilancia). Comportamento statico degli strumenti. Taratura statica. Riferibilità. Documenti di taratura: certificato e rapporto.
Esempi di taratura. Curve di taratura. Retta di taratura col metodo dei minimi quadrati. Strumenti di misura: definizioni. Sensibilità. Errori di misura: linearità, isteresi, ripetibilità. Accuratezza standard. Altri errori. Accuratezza estesa.
La Normativa 14253 e le verifiche di conformità. Il metodo PUMA per la determinazione pratiche delle incertezze di misura.
Regole di indicazione dell'accuratezza strumentale. Esercizio.
Misure di temperatura. Unità di misura e loro conversioni. La Scala Internazionale di Temperatura. Termometri a dilatazione: catena di misura. Termometri a solido, a liquido e a gas. Termoresistenze. Definizione. Catena di misura. Funzione di trasferimento. Materiali. Catena di misura. Termometro a resistenza in platino (RTD). La Normativa EN 60751. Relazione resistenza-temperatura. Classi di tolleranza. Accettabilità. Ponte di Wheatstone a equilibrio e a squilibrio.Ponte di Wheatsone per misure con RTD. Collegamenti a 2 fili, 3 fili e 4 fili. Esercizio. Termistori. Termocoppie: principio di funzionamento. Effetti termoelettrici. Leggi pratiche delle termocoppie. Catena di misura. Giunto di riferimento: metodi. Curve di taratura dei metalli singoli. Curve di taratura delle termocoppie. Termocoppie comuni. Esercizio. Cavi di estensione e di compensazione. La Normativa IEC 584. Relazione tensione-temperatura. Classi di tolleranza. Esempi di catena di misura di termocoppie. Taratura degli strumenti di temperatura ad immersione/inserzione. Esercizio. Errori di installazione nelle misure di temperatura ad immersione/inserzione. Errore per conduzione. Errore per irraggiamento. Esercizio. Errore per effetti di velocità. Strumenti di misura ad irraggiamento. Cenni sulle leggi dell'irraggiamento. Pirometri a irraggiamento totale e a irraggiamento parziale. Problematiche di misura nei pirometri: emissività nei pirometri a irraggiamento totale. Incertezza dell'emissività. Esercizio.
Pressione. Unità di misura della pressione. Trasduttori di pressione di tipo meccanico e di tipo elettrico. Il tubo di Bourdon. Il potenziometro. Soluzione ideale. Soluzione reale e effetto di carico. Sensibilità e risoluzione. Estensimetri. Coefficiente di estensimetro teorico. Tipologie costruttive degli estensimetri. Caratteristiche degli estensimetri: coefficiente di estensimetro sperimentale. Configurazioni speciali: aumento di sensibilità, selezione degli effetti. Configurazione strumenti di pressione. Trasduttori a mutua induttanza: LVDT. Trasduttori capacitivi. Trasduttori piezoelettrici. Requisiti di installazione. Manometri ad U. Manometro a vaschetta e a tubo inclinato. Taratura degli strumenti di pressione: per confronto. Manometro a peso diretto. Misure di pressione totale: il tubo di Pitot.
Misure di velocità: tubo di Pitot-Prandtl. Misure di portata: generalità. Misure di portata attraverso misure di velocità. Tubo di Pitot automediato. Misure di portata ad ostruzione. Laminar Flow Element.
Dispositivi a strozzamento (diaframma, boccaglio, Venturi). La Normativa UNI ISO 5167. Funzione di trasferimento. Il coefficiente di efflusso. Processo iterativo. Requisiti di installazione. Catena di misura. Incertezza. Misuratori di portata volumetrici. Diagramma errore-portata. Misuratori elettromagnetici, a distacco di vortici, ad ultrasuoni. Misuratori di portata massici. Misuratore ad effetto Coriolis, termici (a filo caldo).
Introduzione al corso. Concetto di misurazione. Funzione di trasferimento. Processo di misura di una grandezza.
Definizione di misura: numero, incertezza, unità di misura. Scrittura dei numeri. Unità di misura. Introduzione all'incertezza di misura. Valore vero ed errore di misura.
Incertezze derivate: legge di propagazione delle incertezze. Esercizio. Catena di misura.
Sorgenti d'errore: sistematico e casuale. Definizione di incertezza di misura. Valutazioni delle incertezze: tipo A e tipo B. Incertezza estesa. Esercizio.
Cenni sul comportamento dinamico degli strumenti. Strumenti di ordine I (termometro) e strumenti di ordine II (bilancia). Comportamento statico degli strumenti. Taratura statica. Riferibilità. Documenti di taratura: certificato e rapporto.
Esempi di taratura. Curve di taratura. Retta di taratura col metodo dei minimi quadrati. Strumenti di misura: definizioni. Sensibilità. Errori di misura: linearità, isteresi, ripetibilità. Accuratezza standard. Altri errori. Accuratezza estesa.
La Normativa 14253 e le verifiche di conformità. Il metodo PUMA per la determinazione pratiche delle incertezze di misura.
Regole di indicazione dell'accuratezza strumentale. Esercizio.
Misure di temperatura. Unità di misura e loro conversioni. La Scala Internazionale di Temperatura. Termometri a dilatazione: catena di misura. Termometri a solido, a liquido e a gas. Termoresistenze. Definizione. Catena di misura. Funzione di trasferimento. Materiali. Catena di misura. Termometro a resistenza in platino (RTD). La Normativa EN 60751. Relazione resistenza-temperatura. Classi di tolleranza. Accettabilità. Ponte di Wheatstone a equilibrio e a squilibrio.Ponte di Wheatsone per misure con RTD. Collegamenti a 2 fili, 3 fili e 4 fili. Esercizio. Termistori. Termocoppie: principio di funzionamento. Effetti termoelettrici. Leggi pratiche delle termocoppie. Catena di misura. Giunto di riferimento: metodi. Curve di taratura dei metalli singoli. Curve di taratura delle termocoppie. Termocoppie comuni. Esercizio. Cavi di estensione e di compensazione. La Normativa IEC 584. Relazione tensione-temperatura. Classi di tolleranza. Esempi di catena di misura di termocoppie. Taratura degli strumenti di temperatura ad immersione/inserzione. Esercizio. Errori di installazione nelle misure di temperatura ad immersione/inserzione. Errore per conduzione. Errore per irraggiamento. Esercizio. Errore per effetti di velocità. Strumenti di misura ad irraggiamento. Cenni sulle leggi dell'irraggiamento. Pirometri a irraggiamento totale e a irraggiamento parziale. Problematiche di misura nei pirometri: emissività nei pirometri a irraggiamento totale. Incertezza dell'emissività. Esercizio.
Pressione. Unità di misura della pressione. Trasduttori di pressione di tipo meccanico e di tipo elettrico. Il tubo di Bourdon. Il potenziometro. Soluzione ideale. Soluzione reale e effetto di carico. Sensibilità e risoluzione. Estensimetri. Coefficiente di estensimetro teorico. Tipologie costruttive degli estensimetri. Caratteristiche degli estensimetri: coefficiente di estensimetro sperimentale. Configurazioni speciali: aumento di sensibilità, selezione degli effetti. Configurazione strumenti di pressione. Trasduttori a mutua induttanza: LVDT. Trasduttori capacitivi. Trasduttori piezoelettrici. Requisiti di installazione. Manometri ad U. Manometro a vaschetta e a tubo inclinato. Taratura degli strumenti di pressione: per confronto. Manometro a peso diretto. Misure di pressione totale: il tubo di Pitot.
Misure di velocità: tubo di Pitot-Prandtl. Misure di portata: generalità. Misure di portata attraverso misure di velocità. Tubo di Pitot automediato. Misure di portata ad ostruzione. Laminar Flow Element.
Dispositivi a strozzamento (diaframma, boccaglio, Venturi). La Normativa UNI ISO 5167. Funzione di trasferimento. Il coefficiente di efflusso. Processo iterativo. Requisiti di installazione. Catena di misura. Incertezza. Misuratori di portata volumetrici. Diagramma errore-portata. Misuratori elettromagnetici, a distacco di vortici, ad ultrasuoni. Misuratori di portata massici. Misuratore ad effetto Coriolis, termici (a filo caldo).
Lingua Insegnamento
ITALIANO
Corsi
Corsi
3 anni
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Persone
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